Xilinx FPGA 全系列嵌入式软件开发流程

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1 Xilinx 全系列分析

1.1 Xilinx 7 系列

  • 目前 Xilinx 7系列 FPGA 芯片有四个子系列,他们分别是 Spartan7 系列、 Artix7 系列、 Kintex7 系列以及 Virtex7系列。 image.png
  • Spartan7 系列定位比Artix7系列要低,但是价格却比Artix7 系列要高,所以这款芯片目前也是比较尴尬。 image.png image.png

1.2 选择A7理由

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  • 其中 Logic Cells 是内部逻辑资源; Block RAM 是片内 RAM 容量; DSP Slices 是内置 DSP 片数; DSP Performance 是表示 DSP的运算性能; MicroBlaze CPU 表示内置软核 MicroBlaze(可以理解成一个 CPU)的每秒百万级计算能力;Transceivers 表示高速收发器数量; Transceiver Speed 表示高速收发器最大数据处理速度; Serial Bandwidth表示串行带宽; PCIe Interface 表示 PCIE 高速通信接口数量和版本; Memory Interface 表示内部存储的最大读写速度; I/O Pins 表示 IO 总数; I/O Voltage 表示 IO 支持的电压;Package Options 是封装方式。

1.3 Xilinx 7芯片的命名规则

  • XC7A35T-2FGG484I 和 XC7A100T-2FGG484I, image.png
  • XC7A: Xilinx 公司 Artix 家族第七代;###: 逻辑资源( logic cells) 数目;-1: 速度等级(数字越大速度等级越高);FBG: 封装方式;484: 引脚数;C:温度等级。

1.4 Xilinx Zynq-7000系列

  • Zynq-7000 系列是 Xilinx 公司推出的全可编程片上系统(All Programmable SoC) ,包含 PS(ProcessingSystem,处理器系统)和 PL(Programmable Logic,可编程逻辑)两部分。 Zynq SoC整合了ARM双核cortex-A9处理器和Xilinx 7系列FPGA架构,使得它不仅拥有 ASIC 在能耗、性能和兼容性方面的优势,而且具有FPGA 硬件可编程性的优点。
  • Zynq-7000 系列具有丰富的型号,如 XC7Z010、 XC7Z020 和 XC7Z030 等, XC7Z020 内部的 LC(Logic Cell, 逻辑单元) 达到 85K, XC7Z010 的内部 LC 为 28K。
  • Zynq-7000 系列是 Xilinx于2010年4月推出的行业第一个可扩展处理平台,旨在为视频监视、汽车驾驶员辅助以及工厂自动化等高端嵌入式应用提供所需的处理能力与计算性能。这款基于 ARM 处理器的 SoC可满足复杂嵌入式系统的高性能、低功耗和多核处理能力等要求。 image.png

2 Xilinx 7嵌入式软件开发流程

2.1 LED系统设计

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2.2 开发软件Vivado使用

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  • 开发FPGA程序 image.png
  • 综合验证 image.png
  • 管脚约束添加 image.png image.png image.png
  • 生成bit流 image.png image.png image.png
  • 下载验证 image.png

3 Xilinx Zynq 7000软件开发流程

3.1 FPGA ZYNQ嵌入式系统开发流程

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3.2 最小系统设计

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3.3 开发软件Vivado使用

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  • 双击PS image.png image.png image.png image.png image.png image.png image.png image.png image.png image.png image.png image.png image.png

3.4 生成输出文件

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3.5 生成硬件描述文件HDL

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3.6 启动SDK

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3.7 下载验证

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